Question

18．如圖所示電路，電源電壓為6V，R₁為定值電阻，R₂為規(guī)格“20Ω  2A”的滑動變阻器，表a、表b為電壓表或電流表．
（1）若表a為電流表、表b為電壓表，當S閉合時，電流表的示數為1A，求此時滑動變阻器R₂接入電路中的阻值；
（2）若定值電阻R₁的阻值為10Ω，并拆去電表a和b，當S閉合時，移動滑片P，求R₁消耗的最小電功率；
（3）若表a為電壓表、表b為電壓表，當S閉合時，移動滑動變阻器R₂的滑片P，則兩表的示數變化量始終相同．

Answer 1

分析 （1）若表a為電流表、表b為電壓表，當S閉合時，電路為R₂的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律求出此時滑動變阻器R₂接入電路中的阻值；
（2）若定值電阻R₁的阻值為10Ω，并拆去電表a和b，當S閉合時，R₁與R₂串聯(lián)，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，R₁消耗的電功率最小，根據電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據P=I²R求出R₁消耗的最小電功率；
（3）根據電路圖分析a、b分別為電流表或電壓表時兩表示數的變化關系，然后得出答案．

解答 解：（1）若表a為電流表、表b為電壓表，當S閉合時，電路為R₂的簡單電路，電流表測電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時滑動變阻器R₂接入電路中的阻值：
R₂=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
（2）若定值電阻R₁的阻值為10Ω，并拆去電表a和b，當S閉合時，R₁與R₂串聯(lián)，
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，R₁消耗的電功率最小，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2大}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
R₁消耗的最小電功率：
P₁=（I′）² R₁=（0.2A）²×10Ω=0.4W；
（3）由電路圖可知：
①a、b均為電流表時，會造成電源短路；
②a、b兩表中一個為電流表、一個為電壓表時，電壓表測電源電壓，電流表測電路中的電流，滑片移動時，電壓表的示數不變，電流表的示數發(fā)生變化；
③a、b均為電壓表時，R₁與R₂串聯(lián)，兩電壓表分別測兩電阻兩端的電壓，由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知，移動滑動變阻器R₂的滑片P時，兩表示數的變化量始終相同；
綜上可知，a、b均為電壓表．
答：（1）此時滑動變阻器R₂接入電路中的阻值為6Ω；
（2）R₁消耗的最小電功率為0.4W；
（3）電壓；電壓．

點評 本題考查了學生對于串并聯(lián)電路的理解和掌握，分析電路狀態(tài)結合串并聯(lián)電路特點、歐姆定律、電功率公式是解題關鍵．